c++ - 绑定(bind) lambda 的速度(通过 std::function)与仿函数结构的 operator()

Question

auto lam = [](int a, int b, int c) { return a < b && b < c; };

struct functor {
  int a;
  int b;
  bool operator()(int n) const { return a < n && n < b; }
};

在版本一中，我们

std::vector<std::function<bool (int)>> lamvals;
// get parameters and for each
lamvals.emplace_back(std::bind(lam, a, std::placeholders::_1, b));

替代方案是

std::vector<functor> lamvals;
// get parameters and for each
lamvals.emplace_back(functor{a, b});

在这两种情况下我们都有一个简单的迭代

    return std::any_of(lamvals.cbegin(), lamvals.cend(),
            [n](const decltype(lamvals)::value_type & t){return t(n);});

我看到 3:1 的速度差异，绑定(bind)的 lambda 更慢。仿函数几乎与存储整数对和硬编码测试一样快。显然，硬编码对于生产代码没有那么有用，因为将有几个函数在起作用，而不仅仅是在它们之间。但是，我可以使用许多仿函数或许多 lambda。后者的代码行更少，看起来更干净，但我认为我无法承受这种速度差异；此代码处于关键循环中。

我正在寻找加速建议。

Answer 1

这两种情况的根本区别在于，对于仿函数，编译器在编译时确切地知道将调用什么，因此可以内联函数调用。有趣的是，Lambda 也有一个独特的类型。这再次意味着，当您使用 lambda 时，在编译类型(因为编译器必须知道所有类型)被调用的函数是已知的，因此可以发生内联。另一方面，函数指针的类型仅基于其签名。签名必须是已知的，以便它可以被适本地调用和返回，但除此之外，就编译器而言，函数指针可以在运行时指向任何东西。 std::function 也是如此。

当您将 lambda 包装在 std::function 中时，您从编译器的角度删除了 lambda 的类型。如果这听起来很奇怪/不可能，请这样想:由于固定类型的 std::function 可以包装任何具有相同签名的可调用对象，编译器无法知道其他一些指令不会单独出现并改变std::function 包装了什么。

此链接，http://goo.gl/60QFjH , 显示了我的意思(顺便说一下，godbolt 页面非常方便，我建议熟悉它)。我在这里写了三个与你的相似的例子。第一个使用 std::function 包装 lambda，第二个使用仿函数，第三个使用 decltype 裸 lambda(未包装)。您可以查看右侧的程序集，发现后两个都已内联，但第一个没有。

我的猜测是您可以使用 lambda 来做完全相同的事情。除了绑定(bind)，您还可以使用 a 和 b 的 lambda 进行基于值的捕获。每次将 lambda 推回 vector 时，适当修改 a 和 b，瞧。

虽然在风格上，我实际上强烈认为您应该使用结构。这是怎么回事更清楚。您似乎想在一个地方捕获 a 和 b，并在另一个地方针对 c 进行测试，这一事实意味着您的代码中不仅在一个地方使用了它。作为交换，例如，额外的 2 行代码，您将获得更具可读性、更易于调试和更可扩展的内容。